10缓冲流、转换流、序列化流、Files

十、流

10.1 缓冲流

10.1.1 概述

缓冲流是对4个基本的FileXxx流的增强，所以也是4个流，按照数据类型进行分类

字节缓冲流：BufferedInputStream，BufferedOutputStream

字符缓冲流：BufferedReader，BufferedWriter

缓冲流的基本原理，是在创建流对象时，会创建一个内置的默认大小的缓冲区数组，通过缓冲区读写，减少系统IO次数，从而提高读写的效率。

10.1.2 字节缓冲流构造方法：

构造方法

- public BufferedInputStream(InputStream in) ：创建一个新的缓冲输入流。

- public BufferedOutputStream(OutputStream out)：创建一个新的缓冲输出流。

10.1.3 字符缓冲流

构造方法

- public BufferedReader(Reader in) ：创建一个新的缓冲输入流。

- public BufferedWriter(Writer out)：创建一个新的缓冲输出流。

特有方法：

字符缓冲流的基本方法与普通字符流调用方式一致，不再阐述，我们来看它们具备的特有方法。

- BufferedReader：public String readLine(): 读一行文字。

- BufferedWriter：public void newLine(): 写一行行分隔符,由系统属性定义符号。

10.2 转换流

10.2.1 字符编码和字符集

字符编码

计算机中储存的信息都是用二进制数表示的，而我们在屏幕上看到的数字、英文、标点符号、汉字等字符是二进制数转换之后的结果。按照某种规则，将字符存储到计算机中，称为编码。反之，将存储在计算机中的二进制数按照某种规则解析显示出来，称为解码。比如说，按照A规则存储，同样按照A规则解析，那么就能显示正确的文本f符号。反之，按照A规则存储，再按照B规则解析，就会导致乱码现象。

字符编码Character Encoding : 就是一套自然语言的字符与二进制数之间的对应规则。

字符集

字符集 Charset：是一个系统支持的所有字符的集合，包括各国家文字、标点符号、图形符号、数字等。

计算机要准确的存储和识别各种字符集符号，需要进行字符编码，一套字符集必然至少有一套字符编码。常见字符集有ASCII字符集、GBK字符集、Unicode字符集等。

可见，当指定了编码，它所对应的字符集自然就指定了，所以编码才是我们最终要关心的。

ASCII字符集 ：
ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）是基于拉丁字母的一套电脑编码系统，用于显示现代英语，主要包括控制字符（回车键、退格、换行键等）和可显示字符（英文大小写字符、阿拉伯数字和西文符号）。
基本的ASCII字符集，使用7位（bits）表示一个字符，共128字符。ASCII的扩展字符集使用8位（bits）表示一个字符，共256字符，方便支持欧洲常用字符。
ISO-8859-1字符集：
拉丁码表，别名Latin-1，用于显示欧洲使用的语言，包括荷兰、丹麦、德语、意大利语、西班牙语等。
ISO-5559-1使用单字节编码，兼容ASCII编码。
GBxxx字符集：
GB就是国标的意思，是为了显示中文而设计的一套字符集。
GB2312：简体中文码表。一个小于127的字符的意义与原来相同。但两个大于127的字符连在一起时，就表示一个汉字，这样大约可以组合了包含7000多个简体汉字，此外数学符号、罗马希腊的字母、日文的假名们都编进去了，连在ASCII里本来就有的数字、标点、字母都统统重新编了两个字节长的编码，这就是常说的"全角"字符，而原来在127号以下的那些就叫"半角"字符了。
GBK：最常用的中文码表。是在GB2312标准基础上的扩展规范，使用了双字节编码方案，共收录了21003个汉字，完全兼容GB2312标准，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
GB18030：最新的中文码表。收录汉字70244个，采用多字节编码，每个字可以由1个、2个或4个字节组成。支持中国国内少数民族的文字，同时支持繁体汉字以及日韩汉字等。
Unicode字符集 ：
Unicode编码系统为表达任意语言的任意字符而设计，是业界的一种标准，也称为统一码、标准万国码。
它最多使用4个字节的数字来表达每个字母、符号，或者文字。有三种编码方案，UTF-8、UTF-16和UTF-32。最为常用的UTF-8编码。
UTF-8编码，可以用来表示Unicode标准中任何字符，它是电子邮件、网页及其他存储或传送文字的应用中，优先采用的编码。互联网工程工作小组（IETF）要求所有互联网协议都必须支持UTF-8编码。所以，我们开发Web应用，也要使用UTF-8编码。它使用一至四个字节为每个字符编码，编码规则：
128个US-ASCII字符，只需一个字节编码。
拉丁文等字符，需要二个字节编码。
大部分常用字（含中文），使用三个字节编码。
其他极少使用的Unicode辅助字符，使用四字节编码。

10.2.2 出现的问题

在IDEA中，使用FileReader 读取项目中的文本文件。由于IDEA的设置，都是默认的UTF-8编码，所以没有任何问题。但是，当读取Windows系统中创建的文本文件时，由于Windows系统的默认是GBK编码，就会出现乱码。

public class ReaderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");
int read;
while ((read = fileReader.read()) != -1) {
System.out.print((char)read);
}
fileReader.close();
}
}
输出结果：
��

public class ReaderDemo {

    public static void main(String[] args) throws IOException {

        FileReader fileReader = new FileReader("E:\\File_GBK.txt");

        int read;

        while ((read = fileReader.read()) != -1) {

            System.out.print((char)read);

        fileReader.close();

输出结果：

���

10.2.3 InputStreamReader类

转换流java.io.InputStreamReader，是Reader的子类，是从字节流到字符流的桥梁。它读取字节，并使用指定的字符集将其解码为字符。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

GBK : 一个汉字对应2个字节

Utf-8 ：一个汉字对应3个字节

构造方法

InputStreamReader(InputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。

InputStreamReader(InputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

10.2.4 OutputStreamWriter 类

转换流java.io.OutputStreamWriter ，是Writer的子类，是从字符流到字节流的桥梁。使用指定的字符集讲字符编码为字节。它的字符集可以由名称指定，也可以接受平台的默认字符集。

构造方法

OutputStreamWriter(OutputStream in): 创建一个使用默认字符集的字符流。

OutputStreamWriter(OutputStream in, String charsetName): 创建一个指定字符集的字符流。

转换流理解图解

10.3 序列化流

10.3.1 概述

Java 提供了一种对象序列化的机制。用一个字节序列可以表示一个对象，该字节序列包含该对象的数据、对象的类型和对象中存储的数据等信息。字节序列写出到文件之后，相当于文件中持久保存了一个对象的信息。

反之，该字节序列还可以从文件中读取回来，重构对象，对它进行反序列化。对象的数据、对象的类型和`对象中存储的数据`信息，都可以用来在内存中创建对象。看图理解序列化：

10.3.2 ObjectOutputStream类和ObjectInputStream类
构造方法

public ObjectOutputStream(OutputStream out)：创建一个指定OutputStream的ObjectOutputStream。
public ObjectInputStream(InputStream in)：创建一个指定InputStream的ObjectInputStream。

Notes：

1.一个对象要想序列化，必须满足两个条件:

该类必须实现java.io.Serializable 接口，Serializable 是一个标记接口，不实现此接口的类将不会使任何状态序列化或反序列化，会抛出NotSerializableException 。

2.该类的所有属性必须是可序列化的。如果有一个属性不需要可序列化的，则该属性必须注明是瞬态的，使用transient 关键字修饰。

public class Employee implements java.io.Serializable {
public String name;
public String address;
public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化
public void addressCheck() {
System.out.println("Address check : " + name + " -- " + address);
}
}

public class Employee implements java.io.Serializable {

    public String name;

    public String address;

    public transient int age; // transient瞬态修饰成员,不会被序列化

    public void addressCheck() {

      System.out.println("Address  check : " + name + " -- " + address);

写出对象方法：

public final void writeObject (Object obj)` : 将指定的对象写出。

public final Object readObject ()` : 读取一个对象。

public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
Student s1 = new Student();
s1.setName("zhangsan");
s1.setAge(14);
s1.setDefault1(9999);

ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("Student"));

oos.writeObject(s1);

oos.close();
System.out.println("已经被序列化");

// 反序列化
FileInputStream fis = new FileInputStream("Student.txt");
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
// 读取一个对象
Student stu = (Student) ois.readObject();
ois.close();
fis.close();

System.out.println("stu = " + stu.getName());
System.out.println("stu = " + stu.getAge());
System.out.println("stu = " + stu.getDefault1());
}

// 先序列化再反序列化

    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {

        Student s1 = new Student();

        s1.setName("zhangsan");

        s1.setAge(14);

        s1.setDefault1(9999);

        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream("Student"));

        oos.writeObject(s1);

        oos.close();

        System.out.println("已经被序列化");

        // 反序列化

        FileInputStream fis = new FileInputStream("Student.txt");

        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);

        // 读取一个对象

        Student stu  = (Student) ois.readObject();

        ois.close();

        fis.close();

        System.out.println("stu = " + stu.getName());

        System.out.println("stu = " + stu.getAge());

        System.out.println("stu = " + stu.getDefault1());

// 先序列化 再反序列化

反序列化的时候注意：

对于JVM可以反序列化对象，它必须是能够找到class文件的类。如果找不到该类的class文件，则抛出一个 ClassNotFoundException 异常。

反序列化操作2

另外，当JVM反序列化对象时，能找到class文件，但是class文件在序列化对象之后发生了修改，那么反序列化操作也会失败，抛出一个InvalidClassException异常。发生这个异常的原因如下：

该类的序列版本号与从流中读取的类描述符的版本号不匹配
该类包含未知数据类型
该类没有可访问的无参数构造方法

Serializable 接口给需要序列化的类，提供了一个序列版本号。serialVersionUID 该版本号的目的在于验证序列化的对象和对应类是否版本匹配。

public class Student implements Serializable {
private String name;
private int age;
private transient int default1;

public Student() {
}

public Student(String name, int age, int default1) {
this.name = name;
this.age = age;
this.default1 = default1;
}

public void addressCheck() {
System.out.println("Address check :" + name + "---" + age);
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}

public int getDefault1() {
return default1;
}

public void setDefault1(int default1) {
this.default1 = default1;
}
}

public class Student implements Serializable {

    private String name;

    private int age;

    private transient int default1;

    public Student() {

    public Student(String name, int age, int default1) {

        this.name = name;

        this.age = age;

        this.default1 = default1;

    public void addressCheck() {

        System.out.println("Address check :" + name + "---" + age);

    public String getName() {

        return name;

    public void setName(String name) {

        this.name = name;

    public int getAge() {

        return age;

    public void setAge(int age) {

        this.age = age;

    public int getDefault1() {

        return default1;

    public void setDefault1(int default1) {

        this.default1 = default1;

10.4 打印流

10.4.1 概述

平时我们在控制台打印输出，是调用print方法和println方法完成的，这两个方法都来自于java.io.PrintStream类，该类能够方便地打印各种数据类型的值，是一种便捷的输出方式。

10.4.2 PrintStream类

构造方法

`public PrintStream(String fileName) `：使用指定的文件名创建一个新的打印流。

10.4.3 改变打印流向

public static void main(String[] args) throws IOException {
// 调用系统的打印流,控制台直接输出97
System.out.println(97);

// 创建打印流,指定文件的名称
PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");

// 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt
System.setOut(ps);
// 调用系统的打印流,ps.txt中输出97
System.out.println(97);
}

    public static void main(String[] args) throws IOException {

// 调用系统的打印流,控制台直接输出97

        System.out.println(97);

// 创建打印流,指定文件的名称

        PrintStream ps = new PrintStream("ps.txt");

      // 设置系统的打印流流向,输出到ps.txt

        System.setOut(ps);

      // 调用系统的打印流,ps.txt中输出97

        System.out.println(97);

10.5 属性集

10.5.1 概述

java.util.Properties 继承于Hashtable ，来表示一个持久的属性集。它使用键值结构存储数据，每个键及其对应值都是一个字符串。该类也被许多Java类使用，比如获取系统属性时，System.getProperties 方法就是返回一个Properties对象。

10.5.2 Properties类

构造方法

public Properties() :创建一个空的属性列表。
基本的存储方法
- public Object setProperty(String key, String value) ：保存一对属性。
- public String getProperty(String key) ：使用此属性列表中指定的键搜索属性值。
- public Set<String> stringPropertyNames() ：所有键的名称的集合。

与流相关的方法

`public void load(InputStream inStream)`：从字节输入流中读取键值对。

参数中使用了字节输入流，通过流对象，可以关联到某文件上，这样就能够加载文本中的数据了。文本数据格式:

public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
// 创建属性集对象
Properties pro = new Properties();
// 加载文本中信息到属性集
pro.load(new FileInputStream("read.txt"));
// 遍历集合并打印
Set<String> strings = pro.stringPropertyNames();
for (String key : strings ) {
System.out.println(key+" -- "+pro.getProperty(key));
}
}
结果：
filename=a.txt
length=209385038
location=D:\a.txt

tips;
文本中的数据，必须是键值对形式，可以使用空格、等号、冒号等符号分隔

    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {

        // 创建属性集对象

        Properties pro = new Properties();

        // 加载文本中信息到属性集

        pro.load(new FileInputStream("read.txt"));

        // 遍历集合并打印

        Set<String> strings = pro.stringPropertyNames();

        for (String key : strings ) {

          System.out.println(key+" -- "+pro.getProperty(key));

结果：

filename=a.txt

length=209385038

location=D:\a.txt

tips;

    文本中的数据，必须是键值对形式，可以使用空格、等号、冒号等符号分隔

10.6 Path接口和Files类

10.6.1 概述

java.nio.file.Paths ：是一个类，该类通过转换路径字符串返回一个Path。

java.nio.file.Path：是一个接口，表示系统相关的文件路径，用于在文件系统中定位文件的对象，可以替代File类。
`java.nio.file.Files`：是一个工具类，包含对文件、目录进行操作的静态方法。

10.6.2 便捷的文件操作

Paths类

使用Paths，获取Path对象，代码演示如下：

Path path = Paths.get("D:\\a.txt");

Files类

- 删除文件

public static void main(String[] args) throws IOException {
// 获取Path
Path path = Paths.get("D:\\a.txt");
// 删除文件
Files.delete(path);
}

- 文件复制

public static void main(String[] args) throws IOException {
// 获取Path
Path src = Paths.get("D:\\src.txt");
Path target = Paths.get("D:\\target.txt");

//REPLACE_EXISTING:文件存在，就替换
Files.copy(src, target,StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);
}

- 逐行读取文件

public static void main(String[] args) throws IOException {
// 获取path
Path src = Paths.get("D:\\read.txt");
// 创建字符流
BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(src,StandardCharsets.UTF_8);
// 读取字符
String line ;
while((line = reader.readLine()) != null){
System.out.println(line);
}
// 释放资源
reader.close();
}

Paths类

使用Paths，获取Path对象，代码演示如下：

    Path path = Paths.get("D:\\a.txt");

Files类

- 删除文件

    public static void main(String[] args) throws IOException {

      // 获取Path

        Path path = Paths.get("D:\\a.txt");

      // 删除文件

        Files.delete(path);

- 文件复制

    public static void main(String[] args) throws IOException {

      // 获取Path

      Path src = Paths.get("D:\\src.txt");

      Path target = Paths.get("D:\\target.txt");

        //REPLACE_EXISTING:文件存在，就替换

        Files.copy(src, target,StandardCopyOption.REPLACE_EXISTING);

- 逐行读取文件

    public static void main(String[] args) throws IOException {

      // 获取path

     Path src = Paths.get("D:\\read.txt");

      // 创建字符流

        BufferedReader reader = Files.newBufferedReader(src,StandardCharsets.UTF_8);

      // 读取字符

        String line ;

        while((line = reader.readLine()) != null){

            System.out.println(line);

      // 释放资源

        reader.close();

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